Title of article :
Predicting Shear Capacity of Panel Zone Using Neural Network and Genetic Algorithm
Author/Authors :
Vajdian, M Department of Civil Engineering - Arak Branch Islamic Azad University, Arak, Iran , Zahrai, S.M Center of Excellence for Engineering and Management of Civil Infrastructures - School of Civil Engineering - College of Engineering - University of Tehran, Tehran, Iran , Mirhosseini, S.M Department of Civil Engineering - Arak Branch Islamic Azad University, Arak, Iran , Zeighami, E Department of Civil Engineering - Arak Branch Islamic Azad University, Arak, Iran
Abstract :
Investigating the behavior of the box-shaped column panel zone has been one of the major concerns of scientists in the field. In the American Institute of Steel Construction the shear capacity of I-shaped cross- sections with low column thickness is calculated. This paper determines the shear capacity of panel zone in steel columns with box-shaped cross-sections by using artificial neural network (ANN) and genetic algorithm (GA). It also compares ABAQUS finite element software outputs and AISC relations. Therefore, neural networks were trained using parametric information obtained from 510 connection models in ABAQUS software. The results show that the predicted shear capacity of the NN and the GA in comparison with the AISC relations use a wide range of all effective parameters in the calculation of the shear capacity of panel zone. Therefore, the use of artificial intelligence can be a good choice. Finally, the GA, along with optimization of a mathematical relation, has been able to minimize the error in determining the shear capacity of panel zones of steel-based columns, even at high column thicknesses.
Farsi abstract :
بررسي رفتار چشمه اتصال ستون با كسي شكل يكي از مهمترين دغدغه هاي دانشمندان علم سازه بوده است. در آيين نامه فولاد آمريكا ظرفيت برشي مقاطع اشكل با ضخامت كم ستون محاسبه مي شود. در اين مقاله ظرفيت برشي چشمه اتصال در ستونهاي فلزي با مقاطع با كسي شكل با شبكه عصبي و الگوريتم ژنتيك تعيين مي گردد و با خروجي هاي نرم افزار اجزا محدود آباكوس و روابط آيين نامه فولاد آمريكا مقايسه شده است. بنابراين با اطلاعات پارامتريك بدست آمده از 510 مدل اتصال در نرم افزار آباكوس، شبكه عصبي آموزش داده شدند. نتايج نشان مي دهد ظرفيت برشي كه شبكه عصبي و الگوريتم ژنتيك پيش بيني مي كند، طيف وسيعي از كليه پارامترهاي تاثيرگذار در محاسبه ميزان ظرفيت برشي چشمه اتصال نسبت به روابط آيين نامه آمريكا استفاده مي كند. بنابراين هوش هاي مصنوعي به كار رفته مي تواند گزينه مناسبي باشد. در نهايت الگوريتم ژنتيك به همراه بهينه كردن يك رابطه رياضي توانسته است ميزان خطا را در تعيين ظرفيت برشي چشمه اتصال ستونهاي باكسي شكل فلزي حتي در ضخامت هاي بالاي ستون به حداقل برساند.
Keywords :
Box-Shaped Cross-Sections , Genetic Algorithm , Neural Network , Shear Capacity of Panel Zone , Steel moment-Resisting Frame
Journal title :
International Journal of Engineering